銅箔的阻抗﹙resistance﹚和電感﹙inductance﹚

2019.01.24

重點

・事先了解機板的基本構造。

・銅箔的阻抗在電壓下降後顯現，對溫度有相依性。

・銅箔的電感視情況而定，有時會使高電壓發生，必須注意。

・降低電感的有效方法是縮短配線。

機板設計雖然重要，不過除了設計之外，有時候也應該事先了解機板或銅箔主體。這次要說明機板的構造或材料相關特性、以及銅箔的阻抗和電感。

關於機板

右圖為機板的切面模式圖。此為機板的基本構造和特性，請事先牢記。重點條列如下：

銅箔的阻抗

理所當然，銅箔（配線）是有阻抗的。由於在大電流流動的條件下會產生導通損失，也就是電壓下降或發熱，因此大電流線路有必要檢閱銅箔的阻抗値。

銅箔的阻抗以單位面積來思考。Figure 10表銅箔每單位面積之阻抗值。條件為一般厚35µm、寬1mm、長1mm銅箔之阻抗値。

一般阻抗的計算以下列公式可以表示。

若依Figure 10每單位面積之阻抗値RP 進行計算，則結果如下：

D4_10_fomu2

例如，25℃時，寬3mm、長50mm銅箔的阻抗値在進行以下計算後將為8.17mΩ。

由此阻抗値可知，3A電流流動時之電壓下降為24.5mV。此外，溫度上升到100℃時，從圖表可知阻抗値將增加29%。因此，電壓下降也將增為31.6mV。

此銅箔導致的電壓下降視必要條件而定，有時會成為極大的問題，因此基本上必須從電流和溫度條件來討論配線幅度。

銅箔的電感

銅箔理所當然也存在著電感。請抱持有阻抗、電容、電感等寄生成分存在的想法。

銅箔的電感﹙亦即感應係數，inductance﹚公式如下：

D4_10_fomu4

由此公式可以知道，電感﹙感應係數﹚幾乎不受銅箔厚度左右。

Figure 11為銅箔的電感﹙感應係數﹚計算值。從圖表可以知道，即使線幅2倍時，令人意外地，電感﹙感應係數﹚也不會下降。

想抑制寄生電感的影響，將配線長度變短是最佳解決方案。

倘若在電感L[H]之印刷配線﹙printed wiring﹚間所傳播之電流於時間t[s]內變化i[A]，則其印刷配線兩端將發生以下電壓。

例如，若寄生電感6nH之印刷配線有2A電流流動10ns，則將發生以下電壓。

D4_10_fig11

寄生電感也視條件而定，除了會導致大電壓的發生並影響動作外，有時還會使零件破損，必須特別注意。

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